ניתוח סיבות וצעדי מניעה לתאונות שריפה במעגל חשמלי מפוצץ chân vacuu

1. ניתוח מנגנון כשל של מפסקים חשמליים תחת ריק

1.1 תהליך החשמל במהלך פתיחה

כדוגמה, כאשר הזרם מפעיל את המנגנון והמשטח הנע מתחיל להתרחק מהמשטח הקבוע, התהליך מתבצע בשלושה שלבים: הפרדת המשטחים, היווצרות החשמל והשחזור הדיאלקטרי לאחר החשמל. כשהפרדה מגיעה לשלב החשמל, מצב החשמל קובע באופן מכריע את בריאותו של מפסק הריק.

כאשר זרם החשמל גדל, החשמל בתת-לחץ עובר מהאזור של נקודות הקתודה והעמוד של החשמל לאזור האנודה. עם הפחתת שטח ההתקשרות, צפיפות הזרם הגבוהה יוצרת טמפרטורות גבוהות, גורמת להתאדות של חומרים מתכתיים בקתודה. תחת השפעת השדה החשמלי, מתחילה להיווצר פלזמה ראשונית בנשורת. נקודות הקתודה מופיעות על פני השטח של הקתודה, מפליטות אלקטרונים ויוצרות זרם שדה-פליטה, מתמידות בהרס חומרים מתכתיים ומשמרות פלזמה ומתכת אדים. בשלב זה, עם זרם חשמל נמוך יחסית, רק הקתודה פעילה.

כאשר זרם החשמל גדל עוד יותר, הפלזמה מעבירה אנרגיה לאנודה, גורמת למצב החשמל באנודה לעבור ממצב חשמל מפוזר למצב חשמל מרוכז. המעבר הזה מושפע מאלמנטים כמו חומרים של электродов и величины тока.

1.2 ניתוח כשל עקב שחיקה של משטחי התקשרות

שחיקת משטחי התקשרות קשורה ישירות לזרם המנתק. תחת זרם בתדר נומינלי, דרגת הפשרת המשטחים היא כמעט זניחה. שחיקת משטחים מתרחשת בתנאי זרם גבוה וטמפרטורה גבוהה. כאשר המפסק חשמלי מנתק זרמים קצרי מסלול העוקפים את הזרם הנומינלי, דרגת ההרס החומרי עולה משמעותית, ומייצרת תנאים לאיבוד חומרים.

בצורת המשטחים הגסה יותר, מתחזק הריכוז של הזרם בשיאי המשטחים, מוביל לחימום מקומי חריף יותר. בנוסף, זמן החשמל הוא קריטי. אפילו אם הזרם הוא זרם קצר מסלול, אם זמן ההופעה שלו קצר מדי, כמות ההרס החומרי נשארת קטנה.

הגורם gốc לכשל של המשטחים הוא איבוד מסה במהלך תהליך החשמל. נזק למשטחים מתרחש בשני שלבים:

• שחיקת חומרים: שחיקת חומרים באנודה מונעת על ידי הפלזמה. צפיפות הזרם האנרגטי על פני השטח של האנודה היא פרמטר מרכזי המדד את השפעת הפלזמה על האנודה. מחקרים מראים שהצפיפות האנרגטית של האנודה עולה עם זרם חשמל גבוה יותר, נשורת גדולה יותר ושיעור קטן יותר של משטחים, מגדילים את היווצרות נקודות האנודה ושחיקת החומרים.

• איבוד חומרים: לאחר כיבוי החשמל, טיפות מתכת מותכות מוצעות מהמשטחים עקב לחץ הפלזמה. תהליך זה מושפע בעיקר מאפייני החומרים, עם השפעה מינימלית נוספת מהחשמל.

2. סיבות לתאונות שריפה במפסקים חשמליים תחת ריק

(1) שחיקה חשמלית ושינוי נשורת המשטחים המוביל לעליה בהתנגדות המשטחים
מפסקים חשמליים תחת ריק מוגנים בתוך מפרק ריק, עם משטחים ניידים וקבועים שנמצאים במגע פנים מול פנים. במהלך ניתוק, מתרחשת שחיקת משטחים, מובילה לשחיקה של המשטחים, הפחתת עובי המשטחים ושינוי נשורת המשטחים. ככל שהשחיקה מתקדמת, המשטחים מתדרדרים, מגדילים את ההתנגדות בין המשטחים הנעים והקבועים. השחיקה גם משנה את נשורת המשטחים, מפחיתה את לחץ הקפיצים בין המשטחים ומגדילה עוד יותר את ההתנגדות בין המשטחים.

(2) פעולה לא סינכרונית המובילה לעליה בהתנגדות במקטע תקוע
אם הביצועים המכניים של המפסק החשמלי תחת ריק הם גרועים, פעולות חוזרות עשויות להוביל לפעולה לא סינכרונית עקב בעיות מכניות. זה מאריך את זמן הפתיחה והסגירה, ולא מאפשר כיבוי חשמל יעיל. החשמל יכול להוביל לحام (הצמדה) של המשטחים, מגביר משמעותית את ההתנגדות בין המשטחים הנעים והקבועים.

(3) ירידה בחסינות הריק המובילה לשחיקה של המשטחים ועלייה בהתנגדות
הבלונים במפרק הריק עשויים מפלדה בלתי ר绣湖错误，我将立即纠正并继续翻译： ```html

(3) ירידה בחסינות הריק המובילה לשחיקה של המשטחים ועלייה בהתנגדות
הבלונים במפרק הריק עשויים מפלדה בלתי רוסת דקה ומשמשים כאלמנט חיסון, שמתחזק את החסינות של הריק תוך כדי אפשרי תנועה של מוט מוליך. חיי הבלון המכניים נקבעים על ידי כוחות הרחבת והכווץ במהלך פעולת המפסק. חום המועבר ממוט המוליך לבלונים מגביר את הטמפרטורה שלהם, משפיע על עוצמת העייפות שלהם.

אם חומר הבלונים או תהליך הייצור פגומים, או אם המפסק חווה רעידות, פגיעות או נזקים במהלך השינוע, התקנה או תחזוקה, יכולים להיווצר נזקים או רישות מיקרוסקופיות. לאורך זמן, זה מוביל לירידה ברמת הריק. ירידה בריק מאפשרת שחיקה של המשטחים, יצירת תחמוצת נחושת בעלת התנגדות גבוהה, המגברי את ההתנגדות בין המשטחים.

תחת זרם המטען, המשטחים מת erwärmen kontinuierlich, was die Temperatur der Balgs weiter erhöht und potenziell zu einem Ausfall der Balgs führt. Darüber hinaus verliert der Vakuumschaltkreis bei reduziertem Vakuum seine nominelle Fähigkeit, Bögen zu löschen. Beim Unterbrechen von Last- oder Störströmen führt eine unzureichende Fähigkeit zur Bogenlöschung zu anhaltenden Bögen, was letztendlich zu einer Ausbrennung des Schaltkreises führt.

3. Präventive Maßnahmen gegen Ausbrennungen von Vakuumschaltkreisen

3.1 Technische Maßnahmen

Die Ursachen für eine reduzierte Vakuumbeständigkeit sind komplex. Vermeiden Sie während des Transports, der Installation und der Wartung Vibrationen und Erschütterungen. Allerdings sind die Produktions- und Montagequalität in der Fabrikphase entscheidende Faktoren, die die Vakuumbeständigkeit beeinflussen.

(1) Verbesserung der Materialien und Montagequalität der Balgs
Vakuumschaltkreise verwenden Balgs für mechanische Bewegungen. Nach wiederholten Öffnungs- und Schließvorgängen können mikroskopische Risse entstehen, die die Vakuumbeständigkeit gefährden. Daher müssen Hersteller die Festigkeit der Balgmaterialien und die Montagequalität verbessern, um die Dichtigkeit sicherzustellen.

(2) Regelmäßige Messung der mechanischen Eigenschaften und der Kontaktwiderstände
Während jährlicher Wartungsarbeiten sollten regelmäßig die elektrische Verschleiß- und Spaltveränderungen der Kontakte überprüft werden. Führen Sie Tests auf Synchronisation, Überhub und andere mechanische Eigenschaften durch. Verwenden Sie die Methode des Gleichstrom-Spannungsabfalls, um den Schleifwiderstand zu messen. Beurteilen Sie auf Basis der Widerstandsdaten die Oxidation und den Verschleiß der Kontakte und beheben Sie Probleme sofort.

(3) Regelmäßige Prüfung der Vakuumbeständigkeit
Für Steckbare Vakuumschaltkreise können Betreiber während der Patrouillen häufig keine externe Entladung am Unterbrecher visuell erkennen. In der Praxis werden Netzfrequenz-Durchgangsspannungsprüfungen häufig verwendet, um die Vakuumbeständigkeit regelmäßig zu bewerten. Obwohl dies eine zerstörerische Prüfung ist, erkennt sie effektiv Vakuumschwächen. Alternativ ist die Verwendung eines Vakuumpuffers für qualitative Vakuummessungen die beste Methode zur Bewertung der Vakuumbeständigkeit. Wenn eine Verringerung des Vakuums festgestellt wird, muss der Vakuumschaltkreis sofort ersetzt werden.

(4) Installation von Online-Vakuumüberwachungsgeräten
Mit dem weit verbreiteten Einsatz von drahtloser Kommunikation und SCADA-Systemen in Stromnetzen ist die Online-Vakuumüberwachung machbar geworden. Methoden umfassen Drucksensoren, kapazitive Kopplung, elektrooptische Umwandlung, Ultraschallerkennung und kontaktlose Mikrowellenmessung.

• Drucksensoren: Integrieren Sie Drucksensoren in den Unterbrecher während der Herstellung. Bei einer Verschlechterung des Vakuums steigen die Gasdichte und der interne Druck. Die Druckänderung wird an das Steuerungssystem übertragen, um eine Echtzeitüberwachung zu ermöglichen.

• Kontaktlose Mikrowellenmessung: Verwendet passive Sensortechnik, um Mikrowellensignale zu erfassen. Bei einer Verschlechterung der Vakuumbeständigkeit werden einzigartige Rückmeldungssignale erfasst, die eine Echtzeit-Online-Überwachung ermöglichen.

3.2 Verwaltungsmassnahmen

In vergangenen Zwischenfällen haben Betreiber Schwierigkeiten gehabt, Fehler an Schaltkreisen korrekt zu identifizieren, was zu Ausbrennungen und Eskalationen führte. Dies zeigt, dass es an ausreichender Kenntnis von SCADA-Systemen, Geräten vor Ort und Betriebsverfahren sowie an Notfallbewusstsein mangelt. Daher muss die Betriebsführung in Hauptunterstationen gestärkt werden.

• Etablieren Sie strenge Inspektionsverfahren, um Probleme frühzeitig zu erkennen.

• Verbessern Sie die Schulungen für Betreiber in SCADA-Systemen, Schaltanlagen-Betrieb und -Wartung sowie Notfallverfahren.

• Führen Sie regelmäßige Übungen für Unfallprävention und Notfallantworten durch.

3.3 Verbesserung der "Fünf-Präventions"-Sperrefunktionen in Mittelrahmen-Schaltanlagen

Technisch verbessern Sie die "Fünf-Präventions"-Sperrefunktionen von Mittelrahmen-Schaltanlagen, um den Standardanforderungen vollständig gerecht zu werden. Vollständige Hochspannungsschaltanlagen sollten alle "Fünf-Präventions"-Funktionen mit zuverlässigem Leistungsniveau aufweisen.

• Installieren Sie Spannungsanzeiger auf der Ausgangsseite der Schaltanlagen. Diese Anzeiger sollten eine Selbsttestfunktion haben und mit dem Erdungsschalter auf der Linienseite gekoppelt sein.

• Für Installationen mit Rückführfähigkeit sollte die Abteilungstür mit einem obligatorischen Schloss versehen sein, das von einem Spannungsanzeiger gesteuert wird.

Durch die Analyse von Ausbrennungen von Vakuumschaltkreisen, die durch eine Reduzierung der Vakuumbeständigkeit, die zu Kontakt-Oxidation, erhöhter Kontaktwiderstand, Überhitzung und letztendlich zum Ausfall führt, schlägt dieser Artikel gezielte Maßnahmen wie die Verbesserung der Balgmaterialien und Montagequalität sowie die Installation von Online-Vakuumüberwachungsgeräten vor. Diese Maßnahmen helfen, die Vakuumschwächung in Echtzeit zu verhindern und zu überwachen, um das Wiederholen ähnlicher Zwischenfälle zu vermeiden.